優(yōu)化鼓風(fēng)機(jī)電氣控制系統(tǒng)措施

蘇文恒

摘 要：本文介紹了唐山三友遠(yuǎn)達(dá)纖維有限公司污水處理工序鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻器的改造；將原有鼓風(fēng)機(jī)由原來的自耦降壓啟動控制改為變頻器控制，與原控制相比較，即節(jié)約了用電，降低了運(yùn)行成本。

關(guān)鍵詞：鼓風(fēng)機(jī)；變頻器；雷達(dá)液位計

中圖分類號：TM762 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)與生產(chǎn)工藝變化間存在矛盾

我公司一期污水場配套污水鼓風(fēng)機(jī)5臺，單臺功率為160kW，鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量是按照調(diào)節(jié)池最高液位進(jìn)行配置，控制方式為自耦降壓啟動；由于生產(chǎn)工藝的變化及污水廠的實際運(yùn)行情況，調(diào)節(jié)池的液位變化較大，大部分時間達(dá)不到最高液位，有時調(diào)節(jié)池的液位還比較低；當(dāng)液位較低時，鼓風(fēng)機(jī)還是在額定頻率下滿負(fù)荷運(yùn)行，造成大量的電能的浪費(fèi)，同時也造成鼓風(fēng)機(jī)的故障率的升高；同時由于風(fēng)量較大，降低廢氣中硫化氫的濃度。

為解決上述問題，研究改變鼓風(fēng)機(jī)的控制方式，由原來的自耦降壓啟動改為變頻器控制；根據(jù)調(diào)節(jié)池液位的變化改變鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行頻率，控制鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，在穩(wěn)定生產(chǎn)的前提下，既節(jié)約了鼓風(fēng)機(jī)電能損耗，又降低了鼓風(fēng)機(jī)的故障率。

2 改造方案

原有鼓風(fēng)機(jī)的控制方式為自耦降壓啟動，無論調(diào)節(jié)池內(nèi)液位的高、低，鼓風(fēng)機(jī)都一直在額定頻率下滿負(fù)荷運(yùn)行，造成不必要的電能的損耗；在滿足工藝生產(chǎn)要求的前提下，將其中3臺鼓風(fēng)機(jī)改為變頻控制，鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行頻率隨調(diào)節(jié)池內(nèi)液位的變化而變化；在調(diào)節(jié)池頂安裝雷達(dá)液位計，測量調(diào)節(jié)池的液位，將液位信號傳輸給液位顯示控制儀表，液位顯示控制儀表將液位信號轉(zhuǎn)換為鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行的頻率信號，使鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行頻率隨調(diào)節(jié)池內(nèi)的液位變化而改變（參見控制系統(tǒng)圖，如圖1所示）；既滿足了工藝生產(chǎn)的要求，又節(jié)省鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行費(fèi)用；同時也提高了置換出來的硫化氫廢氣的濃度，提高廢氣回收的產(chǎn)量。

3 鼓風(fēng)機(jī)變頻器控制原理

將其中3臺鼓風(fēng)機(jī)由自耦降壓啟動改為變頻器控制，并且具有手動、自動控制兩種控制方式：

3.1 手動控制：在值班室內(nèi)安裝控制箱，當(dāng)將鼓風(fēng)機(jī)控制方式轉(zhuǎn)到手動控制方式時，在控制箱可以控制鼓風(fēng)機(jī)的啟、停，并可以手動改變變頻器運(yùn)行頻率，在生產(chǎn)比較穩(wěn)定的情況時，手動輸入變頻器頻率，風(fēng)機(jī)云新穩(wěn)定；控制箱上安裝雙回路數(shù)顯表，顯示鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，包括鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行電流、運(yùn)行頻率。

3.2 自動控制：當(dāng)將鼓風(fēng)機(jī)控制方式轉(zhuǎn)到自動控制方式時，鼓風(fēng)機(jī)啟動后，鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行頻率根據(jù)調(diào)節(jié)池的液位變化自動調(diào)整變頻器的運(yùn)行頻率；調(diào)節(jié)池液位達(dá)到高液位時，鼓風(fēng)機(jī)在工頻下運(yùn)行，當(dāng)調(diào)節(jié)池液位達(dá)到高液位以前，鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率隨液位的變化而變化；為了保證3臺變頻控制的鼓風(fēng)機(jī)同時自動控制運(yùn)行頻率一致，在液位顯示控制儀表輸出的4～20mA信號加裝一拖二模擬信號隔離器，通過一拖二模擬信號隔離器將頻率信號分別傳輸給每臺鼓風(fēng)機(jī)變頻器；從而保證了三臺風(fēng)機(jī)變頻器的運(yùn)行頻率的一致，保證生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)圖及控制箱原理圖如圖2所示。

3.3 變頻器的選型和技術(shù)特性：目前市場上變頻器的種類較多，考慮到變頻器的性價比及公司內(nèi)部備品備件問題，我公司選用AB生產(chǎn)的PowerFlex750系列的PowerFlex753變頻器，其功能強(qiáng)大，易于使用、靈活且適用于各種工業(yè)應(yīng)用特點，維修方便。變頻器具體參數(shù)為6脈沖，帶直流端子；機(jī)柜為IP20，NEMA/UL，變頻器功率為160kW，額定電壓為400VAC；選用風(fēng)機(jī)水泵類變頻器；變頻器的具體型號為：20F1NC302。變頻器控制柜距離風(fēng)機(jī)距離為60m，小于100米，因此沒有選用出線電抗器。

4 安裝調(diào)試

為了保證公司生產(chǎn)穩(wěn)定，3臺鼓風(fēng)機(jī)分開單獨改造，一臺機(jī)組改造成功以后，再著手進(jìn)行另1臺鼓風(fēng)機(jī)改造，即保證了生產(chǎn)的穩(wěn)定，又使鼓風(fēng)機(jī)變頻改造工作連續(xù)進(jìn)行，安裝調(diào)試一次成功。

結(jié)語

鼓風(fēng)機(jī)改造完成后運(yùn)行穩(wěn)定，單臺鼓風(fēng)機(jī)電動機(jī)的額定功率為160kW，額定電流為285A，通過這次變頻改造后，鼓風(fēng)機(jī)實際運(yùn)行頻率為38Hz，運(yùn)行電流為210A；按年工作8000小時計算，單臺鼓風(fēng)機(jī)每年可節(jié)省電能：W=UIT=×0.4×75×8000=415680kWt；按照每度電0.4元計算，年可節(jié)約電費(fèi)約16.6272萬元；半年可收回改造投資成本。既保證了穩(wěn)定生產(chǎn)，又為公司節(jié)約了電能。

參考文獻(xiàn)

[1]滿永奎.通用變頻器及其應(yīng)用應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[2]于長官.自動控制技術(shù)及應(yīng)用[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2007.